Особенности электронного строения и поверхностных свойств полупроводниковых наноструктур для фотоники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Минибаев, Руслан Филаритович

• Минибаев, Руслан Филаритович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Минибаев, Руслан Филаритович

Введение.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Свойства и применение материалов на основе оксида индия.

1.2 Полупроводниковые соединения на основе халькогенидов кадмия CdX (X=S, Se, Те).

1.3 Поверхность силикагеля. Взаимодействие с молекулами.

1.4 Методика расчетов из первых принципов.

1.4.1 Теория Функционала плотности.

1.4.2 Приближения для обменно-корреляционной энергии.

1.4.3 Метод псевдопотснциала.

1.4.4 Метод учета дисперсионных взаимодействий.

1.4.5. Схема проведения расчетов из первых принципов.

Приближение кристаллических пластин.

1.5 Постановка задачи.

1.6 Параметры расчетов.

Глава 2. Оксид индия 1гъОз и li^Os'.Sn.

Глава 3. Свойства поверхности наноразмерных пленок на основе халькогенидов кадмия: CdS, CdSe, CdTe.

2.1 Исследование поверхностных свойств наноразмерных пленок со структурой «ядро/оболочка».

2.2 Влияние стабилизирующего органического слоя на электронные свойства поверхности пленок.

Глава 4. Исследование адсорбции простых молекул на поверхности силикагеля.

4.1 Построение модели силикагеля.

4.2 Адсорбция простых молекул на поверхности силикагеля.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности электронного строения и поверхностных свойств полупроводниковых наноструктур для фотоники»

Теоретическое предсказание характеристик и свойств практически важных материалов, а также теоретический поиск новых материалов, обладающих теми или иными заданными свойствами или характеристиками с использованием методов атомистического моделирования является одной из важнейших проблем современного материаловедения. Особое значение такое моделирование строения и свойств материалов приобретает в случае наноразмерных и наноструктурированных материалов, поскольку экспериментальные исследования в этой области требуют огромных затрат времени и материальных ресурсов.

Наноразмерные объекты, такие как квантовые точки (quantum dots, QD) и квантовые ямы (quantum wells, QW), вызывают большой интерес исследователей благодаря тому, что они обладают многими специфическими свойствами, не присущими объемным кристаллическим системам. Квантовые точки и квантовые ямы широко используются для создания различных оптоэлектронных устройств [1], в качестве флуоресцентных материалов в химических сенсорах [2], в биотехнологии [3], в медицинской диагностике [4] и во множестве других применений (см, например [5]). Большой интерес вызывают наноразмерные системы типа ядро-оболочка [6]. использование которых позволяет значительно улучшить эффективность и стабильность флуоресценции рассматриваемых материалов. В последнее время интенсивно исследуются многослойные наносистемы типа ядро-оболочка с "луковичной" структурой, получившие название "квантово-точечные квантовые ямы" (quantum-dot quantum wells, QDQW), впервые описанные в работах [7-9]. Подобные наночастицы обычно представляют собой сферические системы типа ядро-оболочка, состоящие из двух различных полупроводниковых материалов, в которых материал с меньшей шириной запрещенной зоны расположен между ядром и внешней оболочкой, состоящих из материала с большей шириной запрещенной зоны.

Сложные гибридные органические/неорганические материалы также вызывают огромный научный интерес. Благодаря комбинированию органического вещества и неорганического полупроводникового материала появляется возможность варьировать и, следовательно, получать материалы с заданными характеристиками, такими как спектр излучения, работа выхода, или ширина запрещенной зоны. Покрытие неорганических наноразмерных частиц органическим слоем стабилизирует поверхность частиц и позволяет избежать их слипания. Изучение взаимодействия органических красителей с неорганической подложкой является актуальным направлением исследований в современной нанофогонике. Так, например, одной из практических задач является создание материалов для газовых оптических хемосенсоров, которые способны обнаруживать присутствие небольшого количества примесей в газовой фазе по изменению спектральных характеристик сенсорного материала.

Важную роль в определении свойств различных оптоэлектронных устройств на основе наноразмерных и наноструктурированных материалов играет структура поверхностей и интерфейсов, а также процессы, протекающие в этих областях. Здесь можно выделить ряд важных и взаимосвязанных задач. Во-первых, это изучение поверхностей полупроводниковых материалов в зависимости от их состояния и состава, изучение атомного строения поверхностей, их свойств, в том числе и электронных. Во-вторых, изменение свойств поверхности полупроводника при нанесении стабилизирующего компонента (как правило, органическая молекула). В-третьих, взаимодействие поверхности полупроводника с простыми молекулами и их адсорбция на поверхности. И. в-четвертых, исследование адсорбции сложных органических молекул на поверхности полупроводниковых соединений.

В соответствии со сказанным в данной работе с использованием атомистического моделирования на основе методов теории функционала плотности выполнен комплекс теоретических расчетов атомной и электронной структуры поверхностей некоторых практически важных полупроводниковых материалов, таких как оксид индия ГгьОз; оксид индия, легированный оловом (indium tin oxide, ITO), халькогениды кадмия CdX (где X = S, Se, Те) и силикагель. Данные системы широко используются в различных оптоэлектронных, фотосенсорных и прочих устройствах.

Цель работы состояла в том, чтобы предсказать и интерпретировать основные поверхностные и электронные свойства многокомпонентных, в том числе гибридных органических/неорганических систем, на основе наноразмерных полупроводниковых гонких пленок. Были поставлены следующие основные задачи по исследованию объемных и поверхностных свойств выбранного набора полупроводниковых соединений:

1. Расчет электронных свойств и структуры поверхностных слоев 1п2Оз и ITO. Анализ предпочтительных расположений примесных атомов олова в поверхностных слоях оксида индия.

2. Расчет и интерпретация зависимости работы выхода электрона от степени окисления поверхности оксида индия и ITO.

3. Расчет и анализ электронных свойств поверхности и работы выхода электрона полупроводниковых тонких наноразмерных пленок на основе халькогенидов кадмия: с однородным составом CdS, CdSe, CdTe и гетероструктур типа ядро/оболочка CdS/CdSe/CdS, CdS/CdTe/CdS.

4. Расчет и предсказание структуры стабилизирующего органического молекулярного слоя, адсорбированного на поверхности полупроводниковых тонких пленок на основе халькогенидов кадмия, и анализ его влияния на электронные свойства пленок.

5. Расчет адсорбционных комплексов и энергий связи ряда простых молекул (воды, аммиака, ацетона, этанола и пиридина) на поверхности силикагеля.

Все расчеты были выполнены из первых принципов с использованием периодических зонных методов в базисе плоских волн в рамках теории функционала плотности (DFT) и приближения псевдопотенциала. Ряд вспомогательных расчетов был выполнен методом молекулярной динамики с использованием классических потенциалов.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Минибаев, Руслан Филаритович

Выводы

1. На основе моделирования методом молекулярной динамики получена реалистичная модель аморфной структуры силикагеля и его поверхности, характеристики которой хорошо согласуются с экспериментальными. Критериями сравнения стали плотность силикагеля, число силанольных групп на поверхности, распределение Si-О связей в объеме и распределение углов в аморфизированном кремнеземе.

2. В рамках метода ТФП с учетом дисперсионной поправки рассчитаны адсорбционные комплексы молекул воды, аммиака, ацетона, этанола и пиридина на поверхности силикагеля и найдены наиболее предпочтительные положения адсорбированных молекул на силикагелевой подложке. Рассчитаны энергии адсорбции и длины связей в адсорбционных комплексах.

Заключение

Выполнено теоретическое моделирование строения и свойств ряда практически важных наноразмерных полупроводниковых материалов, таких как тонкие пленки на основе оксида индия 1П2О3 и оксида индия, легированного оловом (ITO); многослойные гетероструктуры и гибридные органо-неорганические структуры на основе халькогенидов кадмия CdX (X = S, Se, Те); а также силикагель, которые находят широкое применение в самых различных областях. Предсказаны и интерпретированы основные поверхностные и электронные свойства многокомпонентных, в том числе гибридных органических/неорганических систем на основе наноразмерных полупроводниковых тонких пленок. По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы:

1. Рассчитана работа выхода электрона с поверхности оксида индия ЬъО, и легированного оловом оксида индия ГпгОз^п. Показано, что работа выхода у ITO ниже, чем у чистого оксида индия. Работа выхода в оксиде индия ГпгОз и ITO зависит от степени окисления поверхности и уменьшается с уменьшением степени окисления поверхности.

2. Расположение примесных атомов олова в оксиде индия энергетически более предпочтительно в поверхностных слоях, чем в объемных. При этом взаимное сближение атомов олова не выгодно.

3. Рассчитаны атомные и электронные структуры тонких пленок гетероструктур типа ядро/оболочка CdS/CdSe/CdS, CdS/CdTe/CdS и чистых пленок CdS, CdSe и CdTe в моделях кристаллических пластин. Показано, что гетероструктуры типа ядро/оболочка имеют промежуточные свойства своих составляющих компонент. Значение работы выхода для гетероструктур типа ядро/оболочка также занимает промежуточное положение между значениями работ выхода своих компонент.

4. Показано, что характер адсорбции органических стабилизирующих молекул на поверхности халькогенидов кадмия CdS, CdSe и CdTe определяется кислотностью молекулы. В случае метантиола более выгодна недиссоциативная форма адсорбции, тогда как в случае муравьиной кислоты более стабильна диссоциативная форма с переносом протона от кислоты к поверхностному атому халькогена (S, Se, Те). В зависимости от сорта стабилизирующей молекулы на поверхности, работа выхода может, как увеличиваться (в случае муравьиной кислоты), так и уменьшаться (в случае метантиола).

5. Получена реалистичная модель аморфной структуры силикагеля и его поверхности.

6. Рассчитаны адсорбционные комплексы молекул воды, аммиака, аце тона, этанола и пиридина на поверхности силикагеля в рамках метода DFT с учетом дисперсионной поправки и найдены наиболее предпочтительные положения адсорбированных молекул на силикагелевой подложке. Рассчитаны энергии адсорбции и длины связей в адсорбционных комплексах.

В заключение, я хочу выразить глубокую благодарность тем людям, без которых эта работа вряд ли бы состоялась. Прежде всего, я чрезвычайно благодарен моим научным руководителям и учителям д.х.н. проф. А.А. Багатурьянцу и к.ф.-м.н. Д.И. Бажанову. Также хочу выразить благодарность сотрудникам нашей лаборатории к.х.н. В.М. Рыковой, К.Г. Владимировой, к.х.н. А.А. Сафонову, к.х.н. А.Я. Фрейдзон за помощь и плодотворные обсуждения моей работы. Отдельно огромное спасибо моим близким и родным за поддержку и терпение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Минибаев, Руслан Филаритович, 2010 год

1. P. Bhattacharya, S. Ghosh, and A.D. Stiff-Roberts, Quantum dot opto-electronic devices II

2. Annu. Rev. Mater. Res. 2004. V. 34. P. 1.

3. L. Basabe-Desmonts, D.N. Reinhoudt, and M. Crego-Calama, Design of fluorescent materialsfor chemical sensing II Chem. Soc. Rev. 2007. V. 36. P. 993.

4. S.J. Rosenthal, J. MeBride, S.J. Pennycook, L.C. Feldman, Synthesis, surface studies,composition and structural characterization of CdSe, core/shell and biologically active nanocrystals II Surf. Sci. Rep. 2007. V. 62. P. 111.

5. M.N Rhyner, A.M Smith, X. Gao, H. Mao, L. Yang, and S. Nie, Nanomedicine 1, 209 (2006).

6. A.D. Ioffe, Semiconductor quantum dots and related systems: electronic, optical, luminescence and related properties of low dimensional systems II Adv. Phys. 2001. V.50. P. 1.

7. P. Reiss, M. Protiere, and L. Li, Core/Shell Semiconductor Nanocrystals II Small. 2009. V. 5.1. P. 154.

8. A. Eychmueller, A. Mews, H. Weller, A quantum dot quantum well: CdS/HgS/CdS // Chem.

9. Phys. Lett. 1993. V. 208. P. 59.

10. A. Mews, A. Eychmueller, M. Giersig, D. Schooss, and H. Weller, Preparation, characterization, and photophysics of the quantum dot quantum well system cadmium suljide/mercury sulfide/cadmium sulfide И J. Phys. Chem. 1994. V. 98. P. 934.

11. A. Eychmueller, T. Vossmeyer, A. Mews, H. Weller Transient photobleaching in the quantum dot quantum well CdS/HgS/CdS II J. Lumin. 58, 223 (1994).

12. M. Marezio, Refinement of the crystal structure of 1поОз at two wavelengths II Acta Crystallographica B. 1966. V. 20 P. 723.

13. R.L. Weiher, R.P. Ley, Optical Properties of Indium Oxide II J. Appl. Phys. 1966. V. 37. P. 299.

14. P. Erhart, A. Klein, R.G. Egdell, K. Albe, Band structure of indium oxide: Indirect versus direct band gap И Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 153205.

15. Y. Kanai, Electrical Properties of Indium-Tin-Oxide Single Crystals II Jpn. J. Appl. Phys. 1984. V. 23. P. L12.

16. T. Tomita, K. Yamashita, Y. Hayafuji, H. Adachi, The origin of n-type conductivity in undopedIn203 И Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. P. 051911

17. G. Frankand, H. Kostlin, Electrical properties and defect model of tin-doped indium oxide layers 11 Appl. Phys. A: Solids Surf. 1982. V. 27. P. 197.

18. Т. Tomita, К. Yamashita, Y. Hayafuj, H. Adachi, The origin of n-type conductivity in undoped 1п2Оз И Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. P. 051911.

19. Mihaela Girtan, G. I. Rusu, G. G. Rusu, S. Gurlui, Influence of oxidation conditions on the properties of indium oxide thin films // Applied Surface Science. 2000. V. 162-163. P. 492.

20. I. Hamberg, C.G. Granqvist, K.-F. Berggren, B.E. Sernelius, L. Engstrom, Band-gap widening in heavily Sn-doped In203 II Phys. Rev. B. 1984. V. 30. P. 3240.

21. M. Katayama. TFT-LCD technology II Thin Solid films. 1999. V. 341 P. 140.

22. C. G. Granqvist and A. Hultaker, Transparent and conducting ITO films: new developments and applications И Thin Solid Films. 2002. V. 411. P. 1.

23. F. Matino, L. Persano, V. Arima, D. Pisignano, R. 1. R. Blyth, R. Cingolani, Ross Rinaldi, Electronic structure of indium-tin-oxide films fabricated by reactive electron-beam deposition II Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 085437.

24. Y. Gassenbauer, R. Schafranek, A. Klein, et al., Surface states, surface potentials, and segregation at surfaces of tin-doped IniOj II Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 245312.

25. P.A. Cox, W.R. Flavell, R.G. Egdell, Solid-state and surface chemistry of Sn-doped IrijOj ceramics II Journal of Solid State Chemistry. 1987. V. 68. P. 340.

26. B. Lai, X. M. Ding, Z. L. Yuan, X. Zhou, L. S. Liao, S. K. Zhang, S. Yuan, X. Y. Hou, E. D. Lu, P. S. Xu, X. Y. Zhang, Synchrotron radiation photoelectron spectroscopy study of ITO surface II Applied Surface Science. 2000. V. 157. P. 35.

27. E.Y. Wangand, L. Hsu, Determination of Electron Affinity of Ы2О3 from Its Heterojunction Photovoltaic Properties II J. Electrochem. Soc. 1978. V. 125. P. 1328.

28. W.G. Thompson, R.L Anderson, Electrical and photovoltaic characteristics of indium-tin oxide/silicon heterojunctions II Solid-State Electron. 1978. V. 21. P. 603.

29. C.A. Pan and T.P. Ma, Work function of Ы2О3 film as determined from internal photo emission II Appl. Phys. Lett. 1980. V. 37. P. 714.

30. X. Wei, M. Raikh, Z. V. Vardeny, Y. Yang, and D. Moses. Photoresponse of poly(parar-phenylenevinylene) light-emitting diodes II Phys. Rev. B. 1994. V. 49. P. 17480.

31. J.S. Kim, F. Cacialli, M. Granstrom, R.H. Friend, N. Johansson, W.R. Salaneck, R. Daik. WJ. Feast, Characterisation of the properties of surface-treated indium-tin oxide thin films //Synthetic Metals. 1999. V. 101. P. 111.

32. Mason M.G., Hung L.S., Tang C.W., Lee S.T., Wong K.W. and Wang M. Characterization of treated indium-tin—oxide surfaces used in electroluminescent devices II J. Appl. Phys. 1999. V. 86. P. 1688.

33. John A. Chaney, Pehr E. Pehrsson, Work function changes and surface chemistry of oxygen, hydrogen, and carbon on indium tin oxide. II Applied Surface Science. 2001. V. 180. P. 214.

34. L. Chkoda, C. Heske, et al., Work function of ITO substrates and band-offsets at the TPD/ITO interface determined by photoelectron spectroscopy II Synthetic Metals. 2000. V. 111-112. P. 315.

35. Q.-T. Le, E.W. Forsythe, F. Nuesch, L.J. Rothberg, L. Yan, and Y. Gao, Interface formation between NPB and processed indium tin oxide II Thin Solid Films. 2000. V. 363. P. 42.

36. M. Ishii, T. Mori, H. Fujikawa, S. Tokito, Y. Taga, Improvement of organic electroluminescent device performance by in situ plasma treatment of indium-tin-oxide surface И Journal of Luminescence. 2000. V. 87-89. P. 1165.

37. A.W. Stevenson, M. Milanko, Z. Barnea, Anharmonic thermal vibrations and the position parameter in wurtzite structures. I. Cadmium sulphide //Acta Crystallogr. B. 1984. V. 40. P. 521.

38. C. Yeh, Z.W. Lu, S. Froyen, A. Zunger, Zinc-blende-wurtzite polytypism in semiconductors II Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 10086.

39. II-VI and I- VII Compounds; Semimagnetic Compounds, edited by O. Madelung, U Rossler, M. Shulz, Book series: Landolt-Bornstein Group 111 Condensed Matter; V. 41 В (Springer. New York. 1999).

40. Su-Huai Wei and S. B. Zhang, Structure stability and carrier localization in CdX(X=S, Se, Те) semiconductors II Phys. Rev. B. 2000. V. 62. P. 6944.

41. Su-Huai Wei and S. B. Zhang, Structure stability and carrier localization in CdX (X=S, Se, Те) semiconductors II Phys. Rev. B. 2000. 62, P. 6944.

42. R.J. Bandaranayake, G.W. Wen, J.Y. Lin, H.X. Jiang, and C.M. Sorensen, Structural phase behavior in II-VIsemiconductor nanoparticles И Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. P. 831.

43. W. P. Shen and H. S. Kwok, Crystalline phases of II- VI compound semiconductors grown bypulsed laser deposition II Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65. P. 2162.

44. Д.Л. Федоров, Е.П. Денисов, Л.Н. Тенишев и др. Экситоны в гетероэпитаксиалъных структурах CdSe/CdS I/ Физика твердого тела. 1998. Т. 40. №. 5. Стр. 887.

45. Е. Deligoz, К. Colakoglu, Y. Ciftci, Elastic, electronic, and lattice dynamical properties of CdS, CdSe, and CdTe II Physica B. 2006. V. 373. P. 124.

46. Jochen Heyd Juan E.Peralta, Gustavo E. Scuseria, Energy band gap and lattice parameters evaluated with the Heyd-Scuseria-Ernzerhof screened hybrid functional // J. Chem. Phys.2005. V. 123. P. 174101.

47. Istvan Csik, Salvy P. Russo, Paul Mulvaney, Density Functional Study of Surface Passivation of Nonpolar Wurtzite CdSe Surfaces II Chem. Phys. Letters. 2005. V. 414. P. 322.

48. S.-H. Wei, S.B. Zhang, and A. Zunger, First-principles calculation of band offsets, optical bowings, and defects in CdS, CdSe, CdTe, and their alloys II J. Appl. Phys. 2000. V. 87. P. 1304.

49. Л.Е. Воробев, Л.Е. Голуб. C.H. Данилов и др., Оптические явления в полупроводниковых квантово-размерных структурах II Изд. СПбГТУ, 2000, Санкт-Петербург.

50. V. L. Colvin, М. С. Schlamp, А. P. Alivisatos, Light-Emitting Diods Made from Cadmium Selenide Nanocrystals and a Semiconducting Polymer II Nature. 1994. V. 370. P. 354.

51. V. I. Klimov, A. A. Mikhailovsky, S. Xu, A. Malko, J. A. Hollingsworth, C. A. Leatherdale, H. J. Eisler, M. G. Bawendi, Optical gain and stimulated emission in nanocrystal quantum dot solids II Science. 2000. V. 290. P. 314.

52. W. U. Huynh, J. J. Dittmer. A. P. Alivisatos, Hybrid Nanorod-Polymer Solar Cells II Science. 2002. V. 295. P. 2425.

53. W. C. W. Chan, S. M. Nie, Quantum Dot Bioconjugates for Ultrasensitive Nonisotopic Detection II Science. 1998. V. 281. P. 2016.

54. Jingbo Li and Lin-Wang Wang, First principle study of core/shell structure quantum dots II Appl. Phys. Lett. 2004. V. 843. P. 3648.

55. Yasuaki Masumoto, Koji Sonobe, Size-dependent energy levels of CdTe quantum dots И Phys. Rev. B. 1997. V. 56. P. 9734.

56. M. Li, .T.C. Li, Size effects on the band-gap of semiconductor compounds II Mater. Lett.2006. V. 60. P. 2526.

57. D.W. Palmier, http://www.semiconductors.co.uk/

58. С.С. Yang. Q. Jiang, Size effect on the band gap of II-VI semiconductor nanocrystals II Materials Science and Engineering B. 2006. V. 131. P. 191.

59. Antonietta Tomasulo and Mushti V. Ramakrishna, Quantum confinement effects in semiconductor clusters. II, J. Chem. Phys. 105 (9). 3612, (1996).

60. Jingbo Li and Lin-Wang Wang, Band-structure-corrected local density approximation study of semiconductor quantum dots and wires II Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 125325.

61. H. Yu, J. Li, R. A. Loomis, P. C. Gibbons. L. W. Wang, W. E. Buhro, Cadmium Selenide Quantum Wires and the Transition from 3D to 2D Confinement 11 J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. P. 16168.

62. S.N. Alamri, A.W. Brinkman, The effect of the transparent conductive oxide on the performance of thin film CdS/CdTe solar cells И J. Phys. D: Appl. Phys. 2000. V. 33, P. LI.

63. Jingbo Li and Lin-Wang Wang, Appl. Phys. Lett., Deformation potentials of CdSe quantum dots 85, 14, 2929 (2004).

64. D.V. Talapin, I. Mekis, S. Goltzinger, A. Kornowski, O. Benson, and H. Weller, CdSe/CdS/ZnS and CdSe/ZnSe/ZnS Core-Shell-Shell Nanocrystals!I J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. P. 18826.

65. L. Spanhel, M. Haase, H. Weller, and A. Henglein, Photochemistry of Colloidal Semiconductors. 20. Surface Modification and Stability of Strong Luminescing CdS Particles II J. Am. Chem. Soc. 1987. V. 109. P. 5649.

66. Lianhna Quand, Xiaogang Peng, Control of Photoluminescence Properties of CdSe Nanocrystals in Growth II J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. №. 9. P. 2049

67. Xiaogang Peng, Michael C. Schlamp, Andreas V. Kadavanich, A.P. Alivisatos, Epitaxial Growth of Highly Luminescent CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals with Photostability and Electronic Accessibility IIS. Am. Chem. Soc. 1997. V. 119. P. 7019.

68. Yanbing Guo. Yuliang Li, Jinjie Xu, Xiaofeng Liu, et al., Fabrication of Homogeneous Hybrid Nanorod of Organic/Inorganic Semiconductor Materials II J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 8223.

69. Takayuki Hirai, Yoko Bando, and Isao Komasawa, Immobilization of CdS Nanoparticles Formed in Reverse Micelles onto Alumina Particles and Their Photocatalytic Properties II J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106 P. 8967.

70. B. S. Zou, R. B. Little, J. P. Wang, M. A. El-Sayed, Effect of different capping environments on the optical properties of CdS nanoparticles in reverse micelles 11 International Journal of Quantum Chemistry. 1999. V. 72. P. 439.

71. L.T. Zhuravlev, Concentration of Hydroxil Groups on the Surface of Amorphous Silicas II Langmuir. 1987. V. 3. P.318.

72. I.S. Chuang, G.K. Maciel, A Detailed Model of Local Structure and Silanol Hydrogen Bonding of Silica Gel Surfaces II J. Phys. Chem. B. 1996. V.101. P.3052.

73. A. Tuel, H. Hommel, A. P. Legrand, Y. Chevallier and J. C. Morawski, Solid-State NMR-Studies of Precipitated and Pyrogenic Silicas II Colloids Surf., 1990. V. 45. P. 413.

74. Nora II. De Leeuw, F. Manon Higgins, Stephen C. Parker, Modeling the Surface Structure and Stability of a-Quartz II J. Phys. Chem. B. 1999. V. 103. P. 1270.

75. Jianjun Yang, E.G. Wang, Water adsorption on hydroxylated a-quartz (0001) surfaces: From monomer to flat bilayer II Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 035406.

76. Jianjun Yang, Sheng Meng, Lifang Xu, and E. G. Wang, Water adsorption on hydroxylated silica surfaces studied using the density functional theory II Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 035413.

77. S. Tosoni, B. Civalleri, F. Pascale and P. Ugliengo, Hydroxylated crystalline edingtonite silica faces as models for the amorphous silica surface II Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 117. P. 012026.

78. B. Civalleri, P. Ugliengo, First principle calculations of the adsorption of NH3 on a periodic model of silica surface II J. Phys. Chem B. 2000. V. 104. P. 9491.

79. A. Rimola, M. Sodupe, S. Tosoni, B. Civalleri, P. Ugliengo, Interaction of Glycine with Isolated Hydroxyl Groups at the Silica Surface: First Principles B3LYP Periodic Simulation II Langmuir. 2006. V. 22. P. 6593.

80. Albert Rimola, Mariona Sodupe,* and Piero Ugliengo Affinity Scale for the Interaction of Amino Acids with Silica Surfaces 11 J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 5741.

81. Alexandra Roder, Walter Kob. and Kurt Binder, Structure and dynamics of amorphous silica surfaces II J. Chem. Phys. 2001. V. 114, N. 17. P. 7602.

82. Tiffany R. Walsha, Mark Wilson, Adrian P. Sutton. Hydrolysis of the amorphous silica surface. II. Calculation of activation barriers and mechanisms II J. Chem. Phys. 2000. V. 113. P. 9191.

83. Ali A. Hassanali, Sherwin J. Singer. Model for the Water-Amorphous Silica Interface: The Undissociated Surface // J. Phys. Chem. B. 2007. V. 111. P. 11181.

84. A.Nakano, Lingsong Bi, R.K. Kalia, P. Vashishta, Molecular-dynamics study of the structural correlation of porous silica with use of a parallel computer И Phys. Rev. B. V.49, N14, P. 9441

85. Dominique Costa, Asma Tougerti, Frederik Tielens, et al., DFT study of the adsorption of microsolvated glycine on a hydrophilic amorphous silica surface II Phys. Chem. Chem. Phys. 2008. V. 10. P. 6360.

86. Andrzej Krysztafkiewicz, Slawomir Binkowski, Teofil Jesionowski, Adsorption of dyes on a silica surface И Applied Surface Science 199 (2002) 31-39

87. Attila Szabo, Neil S. Ostlund, Modern quantum chemistry : introduction to advanced electronic structure theory II Dover, Mineola, N.Y., 1996, 466 p.

88. W.Kohn, Electronic structure of matter (Nobel lecture), Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 1253.

89. Thomas, L. H., The calculation of atomic fields II Proc. Cambridge Phil. Soc. 1927. V. 23 (5) P. 542.

90. E.Fermi, Un metodo statistico par la determinzione di alcune Proprieta dell'atome II Cl.Sci.Fis.Mat.Nat.Rend. 1927. Y. 6. P. 602.

91. Ilohenberg P. and Kohn W., Inhomogeneous Electron Gas II Phys. Rev. 1964. V. 136. P. B864.

92. Марч H., Кон В., Вашишта П., Лундквист С., Уильяме А., Барт У., Лэнг Н. Теория неоднородного электронного газа. IIМ.: Мир, 1987.

93. W.Kohn, L.J.Sham, Self-consistent equations including exchange and correlation effects И Phys. Rev. 1965. V. 140. P. A1133.

94. J.Perdew, K.Burke, Y. Wang, Generalized gradient approximaton for the exchange-correlation hole of a many-electron system II Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 16533.

95. J.P.Perdew, J.A.Chevary, S.H.Vosko, K.A.Jackson, M.R.Pederson, D.J. Singh, C.Fiolhais, Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation II Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 6671.

96. R.O. Jones, O.Gunnarson, Density-functional formalism: Sources of error in local- density approximations 11 Phys. Rev.Lett. 1985. V. 55 P. 107.

97. J.P.Perdew, Accurate density functional for the energy: Real-space cutoff of the gradient expansion for the exchange hole II Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. P. 1665.

98. R. Car, M. Parrinello, Unified Approach For Molecular Dynamics and Density Functional Theory П Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. P. 2471.

99. J. Hafner, Ab-initio Simulations of Materials Using VASP: Density-Functional Theory and Beyond II J. Сотр. Chem. 2008. V. 29. P. 2044.

100. W. E. Pickett, Pseudopotential Methods in Condensed Matter Applications II Comput. Phys. Rep. 1989. V. 9. P. 115.

101. O. Hamann, M. Schluter, C. Chiang, Norm-Conserving Pseudopotentials II Phys. Rev. Lett. 1979. V.43. P. 1494.

102. D. Vanderbilt, Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism II Phys. Rev. B. 1990. V.41, P.7892.

103. S. Grimme, Semiempirical GGA-type density functional constructed with a long-range dispersion correction // J. Сотр. Chem. 2006. V. 27 P. 1787.

104. G.Kresse, J. Furthmuller, Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set II Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11169.

105. P. Giannozzi et al., QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials" // J. Phys. Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 395502.

106. R.P.Feynman, Forces in molecyles II Phys. Rev. 1939. V. 56. P. 340.

107. V. Barone, Maurizio Casarin, Daniel Forrer et al., Role and effective treatment of dispersive forces in materials: Polyethylene and graphite crystals as test cases II J. Сотр. Chem. 2009. V. 30. P. 934.

108. H.J. Monkhorst and J.D. Pack, Special points for Brillouin-zone integrations I I Phys. Rev. B. 1976. V. 13. P. 5188.

109. J.P. Perdew, K. Burke, Y. Wang, Generalized gradient approximation for the exchange-correlation hole of a many-electron system II Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 16533.

110. N.D. Lang and W. Kohn, Theory of Metal Surfaces: Work Function II Phys. Rev. B. 1971. V. 3. P. 1215.

111. O.N. Mryasov, A.J. Freeman, Electronic band structure of indium tin oxide and criteria for transparent conducting behavior II Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 233111.

112. L.J. Sham and M. Schluter, Density-Functional Theory of the Energy Gap II Phys. Rev. Lett. 1983. V. 51. P. 1888.

113. L.J. Sham and M. Schluter, Density-functional theory of the band gap II Phys. Rev. B. 1985. V. 32. P. 3883.

114. R.W. Godby, M. Schluter, and L.J. Sham. Accurate Exchange-Correlation Potential for Silicon and Its Discontinuity on Addition of an Electron II Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56 P. 2415.

115. P. Rinke, A. Qteish, J. Neugebauer, C. Freysoldt, and M. Schcffler, Combining GW calculations with exact-exchange density-functional theory: an analysis of valence-band photoemissionfor compound semiconductors // New J. Phys. 2005. V. 7. P. 126.

116. P. Rinke. A. Qteish. J. Neugebauer, and M. Scheffler, Exciting prospects for solids: Exact-exchange based junctionals meet quasip article energy calculations II Phys. Status Solidi B. 2008. V. 245. P. 929.

117. P. Rinke, A. Janotti. M. Scheffler. and C.G. Van de Walle, Defect Formation Energies without the Band-Gap Problem: Combining Density-Functional Theory and the GW Approach for the Silicon Self-Interstitial II Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. P. 026402.

118. P. Vashishta ct al., Interaction potential for Si02: A molecular-dynamics study of structural correlations // Phys. Rev. B. 1990. T. 41. C. 12197.

119. A. Nakano, L. Bi, R.K. Kalia, P. Vashishta, Structural correlations in porous silica: Molecular dynamics simulation on a parallel computer И Phys. Rev. Lett. 1993. V.71. P.85.С